電工學第九章功率放大器

電工學第九章功率放大器第一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一

9.1功率放大電路概述

功率放大電路通常是在大信號狀態(tài)下工作，是以輸出較大功率為目的的放大電路。為了獲得一定的不失真的輸出功率。它要求：輸出功率盡可能大；效率要高；非線性要?。豢紤]管子的散熱問題。第二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一9.1概述三極管的工作狀態(tài)第三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一9.2乙類雙電源互補對稱功率放大電路一。電路組成及工作原理

當輸入信號處于正半周時，T1管導電，有電流通過負載RL，方向由上到下，與假設方向相同。

當輸入信號為負半周時，T2管導電，有電流通過負載RL，方向由下到上，與假設正方向相反。

于是兩個三極管一個正半周,一個負半周輪流導電，在負載上將正半周和負半周合成在一起，得到一個完整的不失真波形。第四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一當輸入信號足夠大，使Vim=Vom=Vcem=VCC-VCES≈VCC，Iom=Icm時，可獲得：二。參數計算1.輸出功率T1,T2工作在射極輸出器狀態(tài)，AV≈1。2.三極管的管耗PT對一只三極管:第五頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一3.電源功率PV

直流電源提供的功率包括負載得到的功率和T1,T2管消耗的功率兩部分。

當輸出電壓幅度達到最大，即Vom≈VCC時，則得電源供給的最大功率為：4．效率η當Vom=VCC

時效率最大，η=π/4=78.5％。第六頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一5.大功率三極管輸出特性曲線的分區(qū)

在大功率三極管的輸出特性中，除了與普通三極管一樣分有放大區(qū)、飽和區(qū)、截止區(qū)外，從使用和安全角度還分有

三極管的極限工作區(qū)

過電流區(qū)是由最大允許集電極電流確定的，超過此值，β將明顯下降。

過電壓區(qū)由c、e間的擊穿電壓V(BR)CEO所決定。過損耗區(qū)由集電極功耗PCm所決定。過流區(qū)過壓區(qū)過損區(qū)第七頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一三。甲乙類互補對稱功率放大電路

輸入信號很小時，達不到三極管的開啟電壓，三極管不導電。因此在正、負半周交替過零處會出現一些非線性失真，這個失真稱為交越失真。第八頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一動畫17-3第九頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一解決交越失真的方法給三極管稍加一點偏置，使之工作在甲乙類。

利用三極管恒壓源提供偏置利用二極管提供偏置電壓第十頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一其它類型互補功率放大電路

除了雙電源的標準互補功率放大電路外，還有一些其它類型的互補功率放大電路。

單電源互補功率放大電路 采用復合管的互補功率放大電路 集成功率放大器 BTL互補功率放大電路 雙通道功率放大電路第十一頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一單電源互補功率放大電路

當電路對稱時，輸出端的靜態(tài)電位等于VCC/2。為了使負載上僅獲得交流信號，用一個電容器串聯(lián)在負載與輸出端之間。這種功率放大電路稱為OTL互補功率放大電路。

電容器的容量由放大電路的下限頻率確定。

LLπ21fRC3第十二頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一采用復合管的互補功率放大電路

當輸出功率較大時，輸出級的推動級，即末前級也應該是一個功率放大級。此時往往采用復合管，復合管有四種形式。

復合管的極性由前面的一個三極管決定。由NPN-NPN或PNP-PNP復合而成一般稱為達林頓管。第十三頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一9.3集成功率放大器

集成功率放大器廣泛用于音響、電視和小電機的驅動方面。集成功放是在集成運算放大器的電壓互補輸出級后，加入互補功率輸出級而構成的。大多數集成功率放大器實際上也就是一個具有直接耦合特點的運算放大器。它的使用方法原則上與集成運算放大器相同。

集成功放使用時不能超過規(guī)定的極限參數，極限參數主要有功耗和最大允許電源電壓。集成功放要加有足夠大的散熱器，保證在額定功耗下溫度不超過允許值。集成功放一般允許加上較高的工作電壓，但許多集成功放可以在低電壓下工作，適用于無交流供電的場合，此時集成功放電源電流較大，非線性失真也較大。第十四頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一BTL互補功率放大電路

BTL互補功率放大電路由兩路功率放大電路和反相比例電路組合而成，負載接在兩輸出端之間。兩路功率放大電路的輸入信號是反相的，所以負載一端的電位升高時，另一端則降低，因此負載上獲得的信號電壓要增加一倍。BTL放大電路輸出功率較大，負載可以不接地。第十五頁，共十六頁，編輯于2023年，星期一雙通道功率放大電路

雙通道功率放大電路是用于立體聲音響設備的功率放大電路，一般有專門的集成功率放大器產品